参考:https://jkjung-avt.github.io/tx2-camera-with-python/

参考:http://blog.iotwrt.com/media/2017/08/23/opencv-gstreamer/

硬解码就是利用硬件芯片来解码的,TX2有单独的解码模块,NVDEC。软解码是用软件程序来解码,比较占用CPU资源。截止当前,nvidia的硬件编码官方提供了nvenc的方法,且在ffmpeg中已经增加了对nvenc的编码库。对于硬件解码,官方提供了基于cuda的解码方法,但是ffmpeg中还没有相应的解码库。

查看cpu gpu 以及编解码模块的使用: sudo ~/tegrastats

首先,要先讨论下为什么需要在OpenCV上用上Gstreamer, 比如我直接一个摄像头 v4l2 图像传给 OpenCV 不行吗?

Gstreamer是嵌入式平台处理Media的首选组件, 像Nvdia/TI/NXP/Rockchip平台, 都是使用Gstreamer来整合Media应用. 在Rockchip平台上, 我们已经有为Gstreamer开发了像Decode/Encode/ISP-Camera/2D加速器/DRM-Display-sink这些的Plugin。所以OpenCV如果链接上Gstreamer,输入源就不仅仅是摄像头, 还可以是RTSP/本地视频;输出显示的代码可以不用写, 让Gstreamer来显示; 转换格式让Gstreamer来转, 利用硬件加速; 处理的图像送回Gstreamer编码。


准备条件

  1. 需要在Jetson TX2上安装 GStreamer 支持的 python和OpenCV(opencv-3.4.0方法) 
  2. 如果你是用 IP CAM, 你必须构建好,并且知道它的RTSP URI, 比如. rtsp://admin:XXXXX@192.168.1.64:554.
  3. 如果你是用USB 网络摄像头(I 使用的是罗技 C920),这个USB摄像头通常安装在 /dev/video1, 因为 Jetson 板载摄像头已经占用了 /dev/video0.
  4. 安装 gstreamer1.0-plugins-bad ,这个包含了 h264parse 元素. 这是为了解码来自IP摄像头的H.264 RTSP stream 所需要的(方法:sudo apt-get install gstreamer1.0-plugins-bad)

使用方法

OpenCV安装方法

参照buildOpenCVTX2的sh脚本进行手动编译。

注意-DWITH_GSTREAMER=ON要打开,如果要使用python3,则将-DBUILD_opencv_python3=OFF改为ON

代码下载

在GitHub上下载tegra-cam.py 源代码 ,代码如下

板载相机

按照下面步骤利用Jetson板载摄像头抓取和显示影像。默认分辨率为 1920x1080 @ 30fps.

python tegra-cam.py

USB摄像头

按照下面步骤使用 USB 网络摄像头,并且把分辨率设置为1280x720. 注意‘–vid 1’意思是使用 /dev/video1.

python tegra-cam.py --usb --vid 1 --width 1280 --height 720

IP摄像头

按照下面步骤使用IP摄像头,把最后的RTSP URI 参数设置为你自己的IP CAM.

python tegra-cam.py --rtsp --uri "rtsp://192.168.171.199:554/user=admin&password=&channel=1&stream=0.sdp?"

如果使用上述指令报错,则输入以下指令,首先确认相机没有问题,然后再查找其他原因

gst-launch-1.0 rtspsrc location="rtsp://192.168.171.199:554/user=admin&password=&channel=1&stream=0.sdp?" ! rtph264depay ! h264parse ! omxh264dec ! nveglglessink

讨论

这个tegra-cam.py 脚本的关键是依靠GStreamer pipelines 我用来call cv.VideoCapture(). 在我的经验里,使用 nvvidconv 做图像缩放,用BGR做颜色格式转换(注意: OpenCV 需要 BGR 作为最后的输出) 在帧速率方面会有更好效果。

这是我的Jetson TX2用IP摄像头运行tegra - cam的截图。

opencvsharp 提高解码性能 opencv硬件解码_ide

左图是公司高大上的机器人,右图显示了CPU占用情况,实际占用率比较高,与想象中GPU硬解情况不同,还不太清楚是什么原因,需要进一步分析

20180522更新:找到了CPU占用情况高的原因,是因为OpenCV显示占用CPU资源,如果关闭显示,或者将显示的内容变小,则CPU占用情况会下降

20180604更新:感谢楼下maxhn0的提示“cpu占用高的原因是硬解码解码出来的数据格式是nv12(待考证),而调用videoconvert这个插件实际上是在cpu上做的 nv12到 mat类型的bgr转换,这一步是最费CPU的步骤 显示只是gpu占用大”

20180611更新:在开发OpenCV + Gstreamer的过程中, 一定要尽量避免拷贝的发生, 如果一定要有, 也不能是由CPU来做. (替代可以是2D加速器, GPU) (当然这里用2D加速拷出来后buffer,默认还是uncached的,还是不适合CPU直接在上面处理,就算改成cache的,cache刷新的时间也要10ms+。。不过如果你的算法需要CPU去实时处理每帧的话,我想一般的ARM CPU都做不到吧)。根据以上原则, 开发的时候要避免调用到OpenCv的cvtcolor和clone这些函数, 因为每次拷贝都会消耗大量的CPU资源。